DE877385C

DE877385C - Drehzahlabhaengige Brennstoffregelung fuer Heissstrahltriebwerke

Info

Publication number: DE877385C
Application number: DEJ2757D
Authority: DE
Inventors: Heinz F Moellmann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1943-09-22
Filing date: 1943-09-22
Publication date: 1953-05-21

Description

Drehzahlabhängige Brennstoffregelung für Heißstrahltriebwerke Die Erfindung bezieht sich auf Heißstrahltriebwerke zum Vortrieb von Luftfahrzeugen, bestehend aus einem Luftverdichter, einer den Verdichter antreibenden Gasturbine mit anschließender Rückstoßdüse, und betrifft die Regelung der Kraftstoffzufuhr.
Heißstrahltriebwerke der genannten Art stellen Strömungsmaschinen- dar, bei denen die Verhältnisse mit zunehmender Annäherung an die Schallgeschwindigkeit außerordentlich ungünstig werden, so daß eine Begrenzung der Machschen Zahl vor-_genommen werden muß.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die Machsehe Zahl bei konstanter Drehzahl der Strömungsmaschine im wesentlichen von der Temperatur der angesaugten Luft, und zwar von abhängt; sie berücksichtigt ferner, daß die von einem Fliehkraftregler aufgebrachte Stellkraft nach einem Quadratgesetz inAbhängigkeit von der Drehzahl verläuft. Gemäß der Erfindung kann eine genaue Regelung der Kraftstoffzufuhr für Heißstrahltriebwerke dadurch erzielt werden, daß ein Temperaturfühler, der die Temperatur der angesaugten Luft abfühlt, zur regelbaren Veränderung der Nenndrehzahl des Drehzahlreglers verwendet wird. Der Temperaturfühler ist dabei so ausgelegt, d@aß mit steigender Ansaugtemperatur der Luft eine Erhöhung der Nenndrehzahl (Solldrehzahl) des Drehzahlreglers erfolgt. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem von einem Teil der Ansaugluft durchströmten Gehäuse ein Bimetallstreifen angeordnet ist, dessen freier-Schenkel über einen axial verschieblichen Kolben zur Steuerung eines Öldruckes benutzt wird, der zusätzlich zur Kraft der Drehzahlreglerfeder die Gegenkraft für der Fliehkraftregler bildet. Dabei steuert der freie Schenkel des Bimetallfühlers über einen Stift den Steuerkolben, der in einem Gehäuse dichtend gleitet und den freien Durchflußquerschnitt einer Ringnut regelbar verändert, die über eine. Leitung mit dem Drehzahlreglergehäuse und über eire Bohrung mit dem Ölsumpf in. Verbindung steht.
Wie die Erfahrung zeigt, ist es vorteilhaft, aus Gründen, die mit dem Betrieb des Heißstrahltriebwerkes zusammenhängen, von einer gewissen: Höhe der Ansaugtemperatur an aufw'Irts eine weitere Steigerung der Nenndrehzahl zu vermeiden. Diese zusätzliche Aufgabe wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch die Anordnung einer Blattfeder gelöst, deren eingespanntes Ende regelbar einstellbar ist und deren freier Schenkel auf einem ebenfalls regelbar einstellbaren Anschlag aufliegt, auf den sich außerdem der andere Schenkel des Bimetallstreifens abstützt.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, den Temperaturfühler mit zwei Bimetallstreifen zu versehen, welche gegenläufige Bewegungen ausführen und sich bei Erreichen der obenerwähnten Ansaughöchsttemperatur derart gegeneinander abstützen, daB sie keine resultierende Verstellbewegung abgeben.
In der Zeichnung sind zwei der Erfindung wesenhaft dargestellt (Abb. i und 2). In einem Gehäuse i, das von Betriebsluft des Heißstrahltriebwerkes mit Ansaugzustand durchströmt wird, sind der Bimetalltemperaturf@ülhler 2 und die Blattfeder 3 angeordnet. Der einte Schenkel q. des Bimetallstreifens stützt sich auf den freien Schenkel 5 der in 6 befestigten Blattfeder ab, deren Ausschlag andererseits von dem verstellbaren Anschlag 7 begrenzt wird. Der andere Schenkel 8 des Bimetallfühlers überträgt seine Bewegungen über den Stift 9 auf einen Steuerkolben 1o; der in einem Gehäuse i i dichtend gleitet und einen Druckmittelström steuert. Im Steuerkolbengehäuse 1i ist eine Ringnut z2 angeordnet; die über die Leitung 13 beispielsweise mit dem Gehäuse des Drehzahlreglers in Verbindung steht und aus der eine Bohrung 14 zum Ölsumpf führt. Das Drehzahlreglergehäuse ist so konstruiert, daß der Öldruck in der Leitung 13 als zusätzliche Gegenkraft für den Fliehkraftregler wirkt. Diese Zusatzkraft wird durch den Steuerkolben 1o dadurch gesteuert, daß dieser eine mehr oder weniger große Druckölmenge freigibt und über die Bohrung i¢ abfließen läßt.
Die Wirkungsweise ist folgernde: Das Heilßstrahltriebwerk laufe mixt konstanter Drehzahl, und der Regler nehme etwa die in A#bb. i dargestellte Lage ein. Steigt nunmehr aus irgendeinem Grunde die Temperatur der angesaugten Luft, so streben die Schenkel q. und 8 des B,imetalltemperaturfühlers weiter auseinander, und der Schenkel 8 verschiebt über den Stift g den Steuerkolben 1o in Richtung des Pfeiles P1. Dadurch wird der freie Durchflußquerschnitt in der Steuernut 12 verengt, wodurch der Öldruck in der Leitung 13 steigt. Damit wird auch der Gegendruck des Fliehkraftreglers erhöht und in bekannter Weise eine höhere Nenndrehzahl eingestellt.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, daß die Kennlinie des Temperaturfühlers einen Knick aufweist. Die Vorspannung der Blattfeder 3 wird mit Hilfe des verstellbaren Fixpunktes 6 und des verstellbaren Anschlages 7 so gewählt, daß von der bestimmten, mehrfach erwähnten Höchsttemperatur der angesaugten Luft ab das freie Ende 5 der Blattfeder dem Druck des Bnmetallstreifens nachgibt, so daiß sich bei weiterer Erhöhung der Temperatur der freie Schenkel 5 von dem Anschlag 7 löst. Der Temperaturfühler wirkt also nicht mehr auf den Stift g ein, sondern verformt lediglich die Blattfeder.
Eine sinngemäße Lösung ist auch bei Verwendung einer Wendelfeder möglich.
In dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 sind zwei aus Bimetall bestehende Temperaturfühlerteile 15 und 16 vorgesehen" deren Bewegung gegensinnig erfolgt, wie durch die Pfeile P2 und P, angedeutet ist. Sobald die durchgesetzte Ansaugluft des Heißstrahltriebwerkes eine bestimmte Höchsttemperatur erreicht hat, stützen sich die Schenkel der Fühlerteile 15 und 16 über den Anschlag 17 aufeinander ab, so daß auf den Stift keine resultierende Bewegung mehr ausgeübt werden kann.
Selbstverstäfndlich kann die Beeinflussung des Drehzahlreglers durch den: Bimetalltemperaturfühler an Stelle des Steuerkolbens io auch in anderer Weise erfolgen:.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehzahlabhängige Kraftstoffregelung für Heißstrahltriebwerke, bestehend aus einem Luftverdichter, der von einer Gasturbine angetrieben wird, mit anschließender RÜckstoßdüse, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler, der die Temperatur der angesaugten Luft abfühlt, zur regelbaren Veränderung der Nenndrehzahl des Drehzahlreglers verwendet wird.
2. Drehzahlabhängige Kraftstoffregelung für Heißstrahltriebwerke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einem von einem Teil der Ansaugluft durchströmten Gehäuse (i) ein Bimetallstreifen (2) angeordnet ist, dessen freier Schenkel (8) über einen axial verschieblichen Kolben (1o) zur Steuerung eines Öldruckes benutzt wird, der zusätzlich zur Kraft der Drehzahlreglerfeder die Gegenkraft für den Fliehkraftregler bildet.
3. Drehzahlabhängige Kraftstoffregelung für Heißstrahltriebwerke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Schenkel (8) des Bimetallfühlers (2) über einen Stift (9) einen Steuerkolben (1o) steuert, der in einem Gehäuse (1i) dichtend gleitet und den freien Durchflußquerschnitt einer Ringnut 12 regelbar venäindert, die über eine Leitung (i3) mit dem Drehzahlreglergehäuse und über eine Bohrung (i4) mit dem Ölsumpf in Verbindung steht. q..
Drehzahlabhängige Kraftstoffregelung für Heißstrahltriebwerke nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Blattfeder (3), deren eines Ende (6) regelbar einstellbar ist und deren freier Schenkel (5) auf einem ebenfalls regelbar einstellbaren Anschlag aufliegt, auf den (5) sich außerdem der andere Schenkel (q.) des Bimetallstreifens abstützt.
5. Drehzahlabhängige Kraftstoffregelung für Heißstrahltriebwerke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler mit zwei Bimetallstreifen (i5, 16) versehen ist, welche gegenläufige Bewegungen ausführen und sich bei Erreichen der Ansaughöchsttemperatur derart gegeneinander abstützen, daß sie keine resultierende Verstellbewegung abgeben.